Klasseværelseslysdesign LED lysarmaturer til skoler og uddannelsesfaciliteter

Belysningens rolle i videnstilegnelsen og læringsprocessen er grundlæggende. Det muliggør visuel udforskning af studiefagenes fysiske karakteristika samt opdagelse af begreber fra skriftlige og grafiske visninger på papir, computer og projektion. Belysning sætter også scenen for lytning, verbal kommunikation, udvikling af sociale færdigheder og forståelse af situationer. Som et kritisk element i designet, der i høj grad har indflydelse på, hvor godt rummet opfylder elevernes og instruktørernes behov, bør klasseværelsesbelysning understøtte sundhed, velvære og ydeevne ved at give et behageligt, attraktivt miljø for studerende og instruktører. Ud over at øge beboertilfredsheden og understøtte den pædagogiske oplevelse i det oplyste rum, bør belysning i skoler og uddannelsesfaciliteter leveres inden for skærpede kodebegrænsninger.

Læringsmiljøet

Uddannelsesfaciliteter spænder fra grundskoler, mellemskoler, gymnasier til universiteter og gymnasier. Selvom disse faciliteter har forskellige typer rum, har de alle til fælles, at størstedelen af ​​lærings- og studieaktiviteterne foregår i klasseværelserne. Et klasseværelse til generelle formål har et gulvareal på mindst 32 kvadratmeter (350 sq.ft) og rummer mellem 20 og 75 elever. Et typisk klasseværelse har en rektangulær grundplan, som tillader bedre sigtelinjer end en kvadratisk plan. Undervisningsrummet er udformet med sigtelinjer parallelt med vinduer, der giver dagslys (ovenlys) adgang til rummet og giver sansestimulering og visuel kontakt med omverdenen. Styremedier såsom skærme eller persienner bruges til at reducere udvendig luminans, så de er i balance med indvendig luminans, eller til at eliminere dagslys, når det ikke er nødvendigt. Sidebelysning med dagslys gennem vinduer giver generel belysning i store dele af skoledagen. Men kunstig belysning spiller en nøglerolle, når der er behov for et afbalanceret, konsistent og kontrollerbart visuelt miljø.

Indretningen af ​​et klasseværelse er generelt opdelt i en elevzone og en pædagogzone. Elevzonen kræver altid generel belysning, mens pædagogzonen kræver supplerende belysning for at levere lodret belysning på undervisningstavler og give god modellering af instruktørens menneskelige træk. Det mest almindelige instruktionsværktøj i klasseværelser er undervisningstavler, som omfatter mørkegrå og grønne tavler (tavler) og tør-slettetavler såsom whiteboards og grå tavler. Videoskærme til præsentation af projicerede medier bruges ofte til computerinstruktion. Dette kræver, at belysningsstyrken på projektionsskærmen minimeres, mens det tilstrækkelige omgivende lys skal være tilvejebragt over elevzonen til notetagning. Et klasseværelse kan være et computeriseret miljø, hvor minimering af skærmrefleksioner af videodisplayterminaler (VDT'er) vil være den primære bekymring. Skærmlæsbarheden kan reduceres af reflekterede billeder produceret af armaturer, vinduer og omgivende overflader med høj luminans.

Overvejelser om lysdesign

Klasseværelsesbelysning kan anses for at være af høj kvalitet, hvis det gør det muligt for elever og instruktører at udføre visuelle opgaver nøjagtigt og komfortabelt. Grundlaget for lysdesign er at integrere menneskelige behov, arkitektur og økonomi og miljøet. Prioriteten for klasseværelsesbelysning er at tilfredsstille menneskelige behov såsom synlighed, opgaveudførelse, visuel komfort, social kommunikation, sundhed, sikkerhed og velvære. Disse forskellige menneskelige behov skal afbalanceres korrekt for at dyrke et stimulerende læringsmiljø, samtidig med at der tages hensyn til økonomiske, miljømæssige og arkitektoniske hensyn. At opnå kvalitetsbelysning indebærer mere end at sørge for ordentlige belysningsstyrker for at synliggøre en given opgave. Der er mange faktorer, der påvirker menneskers evne til at se og udføre opgaver, de syv vigtigste er blænding, belysningsstyrkeensartethed, luminanskontrast, flimmer, farveudseende, modellering af ansigter og objekter og slørende refleksioner.

Belysningsstyrkens ensartethed

Illuminans er mængden af ​​lys, der falder ind på en overflade. De mest almindelige opgaver og applikationer i klasseværelser kræver en skrivebordsbelysning i området 150 lx til 250 lx. Ensartet vandret belysningsstyrke i elevzonen eliminerer skygger, der påvirker opgavens synlighed og tillader fleksibilitet i pladsudnyttelsen under omplacering af opgaveplaceringer. I klasseværelser, især pædagogzonen, er lodret belysningsstyrke og belysningsstyrken på andre planer mellem vandret og lodret også meget vigtig. Forholdet mellem minimumsbelysningsstyrke og gennemsnitlig belysningsstyrke over opgavefladen, f.eks. horisontal belysningsstyrke på skriveborde og lodret belysningsstyrke på undervisningstavler, bør ikke være lavere end 1:1,4.

Luminans kontrast

Luminans er mængden af ​​lys, der kommer fra en overflade eller et punkt. Det er en funktion af overfladens belysningsstyrke og overfladereflektans, hvilket betyder, at luminansen kan øges ved at øge mængden af ​​lys, der rammer en arbejdsflade eller øge overfladens reflektionsevne. For at opretholde en acceptabel kontrast for kridtmærker skal tavlens reflektans holdes inden for 5 procent til 20 procent. Til sammenligning kræver en tavle 70 procent reflektans for at gøre sig selv til fokus for opmærksomhed. Refleksionen af ​​arbejdsflader (skriveborde) bør falde inden for området 25 til 40 procent, så der kan opnås en behagelig luminansbalance. Vægge og lofter kommer normalt med lyse matte finish. De skaber indbyrdes refleksioner af lys, der kan sikre effektiv udnyttelse af lyset for forbedret vandret og lodret belysningsstyrke, samtidig med at reflekteret blænding minimeres. Det menneskelige øje reagerer på luminans, ikke luminans. Det er luminans, der fører til fornemmelsen af ​​lysstyrke. Evnen til at se detaljer er stærkt påvirket af forholdet mellem et objekts luminans og dets umiddelbare baggrund. Passende kontrast mellem opgavedetaljen og dens baggrund kan skabe visuel interesse og give visuelle signaler. Imidlertid vil luminansvariationer, der er for store, skabe tilpasningsvanskeligheder og visuelt ubehag. Den øvre grænse for luminansforholdet mellem en opgave og de umiddelbare omgivelser er 3:1 (mørkere omgivelser) eller 1:3 (lyse omgivelser).

Farve udseende

Farve er et kritisk element i belysning. Det har et integreret forhold til lys med hensyn til visuelle, følelsesmæssige og biologiske effekter. I hvor høj grad den visuelle ydeevne, humør, atmosfære, sundhed og velvære påvirkes af lys afhænger af den spektrale effektfordeling (SPD) af lys, der udsendes af en lyskilde. En lyskilde kan karakteriseres ved dens farvetemperatur og ved dens farvegengivelse, som begge bestemmes af SPD. Farvefremtoningen af ​​genstande, der ikke er selvlysende, er et produkt af samspillet mellem lyskildens SPD og objekters spektrale reflektansfunktion. Visse klasseværelser kan kræve belysning, der gengiver farverne nøjagtigt. Farvegengivelse er kun et aspekt af belysning. Det er vigtigere at se på en spektral effektfordeling af lys og intuitivt forstå, hvordan lysets farve vil påvirke adfærd, tilfredshed, psykologiske reaktioner og sundhed. Farven på lyskilder - uanset om den er "varm" eller "kølig" i udseendet har en enorm indvirkning på menneskers sundhed, produktivitet og velvære.

Blænding

Blænding opstår, når luminanser eller luminansforhold er overdrevent højere end de luminanser eller luminansforhold, som øjnene er tilpasset til. Konsekvenserne af blænding omfatter handicap (reduktion i synlighed og visuel ydeevne) og ubehag (ubehagelig fornemmelse af lysstyrke, der ikke nødvendigvis forstyrrer visuel ydeevne eller synlighed). Blænding kan skyldes lys, der når øjet direkte fra en lyskilde (direkte blænding) eller forårsaget af refleksioner af høj luminans fra en reflekterende overflade (reflekteret blænding). Overheadlysarmaturer kan tildeles en Unified Glare Rating (UGR) eller Visual Comfort Probability (VCP) for at forudsige ubehagsblænding i indvendige applikationer. En maksimal UGR på 19 eller en minimum VCP på 70 anses for at være acceptabel til læsning, skrivning og computerbaserede opgaver. Når et højere niveau af visuel komfort ønskes, bør der vælges armaturer med en UGR på 16 eller en VCP på 80.

Flimmer

Flimmer er amplitudemodulation af lys, der er distraherende og har en række negative konsekvenser. Både fluorescerende og LED-armaturer, der drives af strømforsyninger af dårlig kvalitet, kan producere ved dobbelt så høj strømledningsfrekvens (dvs. 120 Hz eller 100 Hz). Flimmer er generelt mærkbart ved frekvenser højere end 70 Hz. Imidlertid kan flimmer, der ikke er mærkbar for det menneskelige øje, stadig producere en nervesystemrespons. Både synlig og umærkelig flimmer giver anledning til bekymring. Varierende fra person til person kan eksponering for flimmer forårsage anstrengte øjne, utilpashed, kvalme, nedsat syn, panikanfald, hovedpine, migræne, epileptiske anfald og tegn på forværrende autistiske tilstande. På uddannelsessteder, hvor børn eller unge opholder sig i længere tid hver dag, bør der udvises streng flimmerkontrol. Den procentvise flimmer bør helst ikke overstige 4 procent ved 120 Hz eller 3 procent ved 100 Hz, hvilket er ekstremt sikkert for alle populationer. Den maksimalt tilladte værdi 10 procent ved 120 Hz eller 8 procent ved 100 Hz.

Tilslørende refleksioner

Tilsløringsrefleksioner er pletter med høj luminans (lyse billeder af en lyskilde), der reflekteres af spejlende overflader såsom computerskærme eller blankt læsemateriale. Tilsløringsrefleksioner fra enten primære lyskilder (enker eller armaturer) eller sekundære lyskilder (reflekteret) reducerer kontrasten i en opgave og slører detaljer. For at sikre, at ingen lyskilder skaber spejlende eller diffus refleksion i en persons øjne, skal du arrangere computerskærme i en position vinkelret på lyskilden, eller specificere et armatur med en lysfordeling, der har minimalt lys, der udsendes i problemvinkler.

Modellering af ansigter og objekter

Ansigts- og objektmodellering er en vigtig belysningsovervejelse i uddannelsesfaciliteter. Samspillet mellem lys og skygge på et ansigt kan hjælpe lærer-elev kommunikationen ved at gøre læber lettere at læse og ansigtsbevægelser nemmere at fortolke. Belysning kan tilføje form og dybde til en visuel scene, afsløre tekstur og detaljer i objekter, skabe et ønskværdigt mønster og få højdepunkter og visuelle interesser frem. Stærk retningsbestemt belysning kan forårsage lidet flatterende dyb skygge, hvorimod ekstremt diffus belysning får ansigter eller genstande til at virke flade eller uinteressante. En ordentlig blanding af retningsbestemt og diffus belysning er derfor ønskelig.

Generel belysning

Generel belysning er den vigtigste kilde til belysning i klasseværelser. Det giver rummet en samlet belysning, samtidig med at den fungerer som den primære kilde til opgavebelysning. Generel belysning i klasselokaler kan opnås ved at bruge loftmonterede belysningssystemer med en direkte, indirekte eller kombination direkte/indirekte fordeling. Direkte belysning leverer uafbrudt lys fra armaturet til et vandret opgaveplan. Indirekte belysning fordeler lyset mod et loft, som igen reflekterer lyset nedad. Direkte/indirekte belysning giver både nedadgående og opadgående lysfordelinger. Direkte belysningssystemer er effektive til at levere lys, men kan skabe barske skygger, slørende refleksioner og uønskede visuelle effekter såsom mørke lofter og kammuslinger på de øvre vægflader. Med belysning rettet mod lofter fordeler indirekte belysningssystemer lyset jævnt til overdreven luminans i synsfeltet. Indirekte belysning får dog et rum til at fremstå kedeligt og tomt for højdepunkter og visuelle interesser. Direkte/indirekte belysning kombinerer fordelene ved direkte og indirekte belysning for at give afbalancerede lysfordelinger for forbedret visuel komfort, ensartet belysningsstyrke på vandrette opgaveflader og forstærket indtryk af plads, årvågenhed og visuel klarhed.

På trods af bekymringen om at producere blænding og huleeffekt, er direkte belysning næsten et universelt valg i klasseværelser, simpelthen fordi de fleste undervisningsrum har en lav loftshøjde. Direkte belysning leveres typisk i form af indbygget belysning, indbygningsbelysning eller ophængsbelysning. Direkte belysningsarmaturer kan designes i forskellige former og størrelser. I undervisningsfaciliteter er lysarmaturer i almindelig brug rektangulære troffere designet til installation i gitterlofter og lineære lysarmaturer designet til forsænkede, overflademonterede og planmonterede installationer. Troffere fås i form af volumetriske troffere, parabolske troffere, diffuse/linsede troffere og kantbelyste LED-paneler. Lineære lysarmaturer kommer i standardlængde sektioner, såsom 4, 8 eller 12 fods sektioner, eller i en kontinuerlig kørekonfiguration.

Lysteknologi

I de sidste mange årtier havde belysning af klasseværelser og andre undervisningsrum været en næsten eksklusiv provins inden for lysstofbelysningsteknologi. En fluorescerende lampe bruger elektricitet til at excitere kviksølvdampe i et glasrør. Kviksølvdampen udledes og udsender ultraviolet (UV) lys, som derefter får en phosphorbelægning til at fluorescere, hvilket producerer lys i det synlige spektrum. Lysstofrør vandt udbredt brug på grund af deres høje lyseffektivitet, diffuse lysfordeling og lange levetid. Brugen af ​​fluorescerende lamper er dog kontroversiel. Fluorescerende lamper har mange ulemper såsom ultraviolet emission, lang opstartstid, radiointerferens, høj skrøbelighed, harmoniske forvrængninger, begrænset rækkevidde af driftstemperaturer og reduceret levetid på grund af hyppig skift. Ikke desto mindre er den mest negative påvirkning af lysstofrør, at det sænker kvaliteten af ​​indvendig belysning betydeligt og udgør sundhedsrisici. Et uforholdsmæssigt stort fokus på lyseffektivitet fik størstedelen af ​​fluorescerende lysarmaturer til at præstere dårligt i farvegengivelse og levere en alt for høj farvetemperatur (6000 K - 6500 K), som kunne have en forstyrrende effekt på den menneskelige døgnrytme og rejste bekymringen for blåt lysfare. Fordi en fluorescerende lampe kræver en ballast for at regulere den strøm, der leveres via lampens elektroder, opstår problemet med flimmer. Når det kommer til lyskvalitet, er fluorescerende belysning en særlig dårlig start i historien om kunstig belysning til indvendige rum.

Solid state belysning baseret på lysdiode (LED) teknologi vinder hurtigt popularitet. LED'er er blevet den dominerende lyskilde til enhver tænkelig belysningsapplikation. En LED er en halvlederenhed, som omdanner elektrisk energi direkte til fotoner. Halvlederindretningen har en pn-forbindelse dannet af modsat doterede lag af et halvledermateriale såsom indiumgalliumnitrid (InGaN). Når pn-forbindelsen er forspændt i fremadrettet retning, injiceres elektroner og huller i det aktive område og rekombinerer for at generere lys. LED-teknologi adresserede mange af ulemperne ved konventionelle teknologier og giver løftet om høj effektivitet, lang levetid, høj spektral alsidighed, enestående kontrollerbarhed (tænd/sluk/dæmpning), høj fleksibilitet i optisk design og høj modstandsdygtighed over for stød og vibrationer. LED'er producerer kun strålingseffekt i det synlige spektrum (typisk fra 400 til 700 nm). Fravær af ultraviolet (UV) og infrarød (IR) stråling gør denne teknologi særligt velegnet til brug af mennesker med en specifik følsomhed eller i situationer, hvor den optiske stråling fra traditionelle lyskilder ville udgøre en risiko for mennesker.

LED lysarmaturer

Lang levetid og høj energieffektivitet er de kendetegnende fordele ved LED'er. Dette fører til en almindelig misforståelse om, at LED-belysningssystemers lange levetid og høje lysudbytte er en selvfølge. Et fluorescerende armatur bruger et sæt lamper, f.eks. den lineære T5 (5/8 tomme diameter), T8 (1 tomme diameter) og T12 (11/2 tomme diameter), standardiseret i hele industrien og på tværs af producenter med lignende levetider , lysudbytte og vedligeholdelse af lumen. Armaturet fungerer som udgangspunkt som monteringsramme for lamperne og giver begrænset kontrol over lysfordelingen. I modsætning hertil er et LED-armatur generelt et højt konstrueret system, der holistisk integrerer LED'er med termiske, elektriske og optiske undersystemer for at give et acceptabelt produkt. Systemets effektivitet og driftslevetid for et LED-armatur afhænger i høj grad af systemets design og konstruktion. Levetiden for et LED-armatur er baseret på første gang, armaturet kræver vedligeholdelse, hvilket sandsynligvis skyldes forringelse af lumen, farveskift, funktionsfejl eller endda pludselige fejl i LED-drivere.

LED'er er den mest effektive lyskilde, der findes i dag. Men stadig mere end halvdelen af ​​den elektriske strøm, der tilføres LED'er, omdannes til varme. I modsætning til glødelamper og halogenlamper, der udsender varme ud af lamperne i form af infrarød energi, er varme genereret af LED'er fanget i halvlederpakkerne og skal ledes gennem selve armaturet. Overskydende varmeopbygning i LED'erne kan fremskynde nedbrydningsprocessen af ​​chippen, fosforen og emballagematerialerne. Forhøjede overgangstemperaturer har vist sig at forårsage mange fejlmekanismer, såsom kernedannelse og vækst af dislokationer i det aktive område af dioden, nedbrydning af fosforkvanteeffektivitet og misfarvning af indkapslings- og plasthuse. Effektiv termisk styring er derfor afgørende for, at LED'er skal fungere i deres nominelle levetid. Termisk design er den vigtigste del af armaturdesign. Alle materialer og komponenter i den termiske vej fra halvledermatricen gennem printpladen (PCB) til det omgivende miljø skal have lav termisk modstand. Effektiviteten af ​​et termisk design afhænger i det væsentlige af kølepladens evne til at sprede varme gennem termisk ledning og konvektion. Overhead lysarmaturer såsom troffere og lineære pendler giver typisk tilstrækkelig volumen til at skabe tilstrækkelig overflade, der letter varmeudveksling.

Oftere end ikke er punktet for fejl eller funktionsfejl i et LED-system LED-driveren. Da LED'er er følsomme over for selv meget små ændringer i strøm og spænding, skal LED-driverkredsløbene konfigureres til at regulere udgangen ved en konstant strøm under forsyningsspænding eller belastningsvariationer. Drift af LED'er med en korrekt drivstrøm er også en del af termisk styring. Overstyring af, hvad en LED er klassificeret til, vil øge overgangstemperaturen og reducere intern kvanteeffektivitet af LED'er. Drivernes nøgleydelsesmålinger fokuserer på deres evne til at regulere strømmen til en LED eller en streng (eller strenge) af LED'er passende og effektivt, mens de leverer høj effektfaktor og en lav total harmonisk forvrængning (THD) over et bredt indgangsspændingsområde . Føreren skal også sørge for beskyttelsesfunktioner mod overbelastning, åben- og kortslutningsforhold samt forbigående spændingsundertrykkelse og intelligent overtemperaturbeskyttelse. Nogle belysningsproducenter reducerer imidlertid omkostningerne ubønhørligt ved at underdesigne driverkredsløbene. Dette får ikke kun driverkredsløbets pålidelighed til at blive kompromitteret, men gør også flimmer til et problem, fordi lavprisdrivere ofte giver ufuldstændig bølgeundertrykkelse. Det er generelt uacceptabelt, at bølgeværdien af ​​udgangsstrømmen overstiger ±10 procent.

Optisk design bliver en høj prioritet i design af LED-systemer. Ensartet belysningsstyrke over et stort område eller opgaveplan kræver brug af et stort antal mid-power LED'er. Det høje intensitetsoutput fra disse miniature lyskilder gør begrænsning af blænding til en forrang. LED-armaturer kommer i en række fordelingskarakteristika, som opnås ved hjælp af optiske komponenter såsom diffusorer, linser, reflektorer og lameller. Direkte blænding fra LED'er kan afbødes ved at sprede lysstyrken over store overfladeområder. Linser, der inkorporerer en række små prismer, kan reducere armaturets luminans ved betragtningsvinkler nær vandret. Refleksion er en almindeligt anvendt teknik til regulering af lysstrøm fra LED'er. Volumetriske troffere er en type "reflekterede direkte" armaturer, der reflekterer lys fra den indvendige overflade af et forsænket hus, mens LED-modulerne, der udsender lys opad, er afskærmet eller skjult i metalkurve bakket med diffus akryl. Kantbelyste LED-panellys sprøjter lys ind i en lyslederplade (LGP), som derefter fordeler lyset jævnt mod en diffuser gennem total intern refleksion (TIR). Evnen til at levere ensartet belysning uden at skabe for høj luminans gør disse forsænkede armaturer til en arbejdshest i undervisningsfaciliteter.

Farvegengivelse

Som med fluorescerende belysning er afvejningen mellem farvekvalitet og lyseffektivitet forblevet i LED-belysningens æra. Hvide LED'er er normalt fosforkonverterede LED'er, der udnytter lys med kort bølgelængde, der udsendes fra LED-matricer, til at pumpe fosfor (luminescerende materialer). De fleste fosforkonverterede LED'er er blå pumpe LED'er, der delvist konverterer elektroluminescensen. En blå pumpe-LED med høj farvegengivelse kræver, at en meget stor del af udsendt lys med kort bølgelængde nedkonverteres. Denne proces med at omdanne pumpelys til fosforlys (fotoluminescens) involverer en stor mængde Stokes energitab. Konvertering af lyseffektivitet af stråling (LER) af øjets følsomhed er ineffektiv over den spektrale fordeling af lys med længere bølgelængde. Når disse effekter sammensættes, er lyseffektiviteten af ​​LED'er med høj farvegengivelse, som har en SPD mere ensartet spredt over hele det synlige spektrum, relativt lav end LED'er med lav farvegengivelse, der er overmættede i de blå og grønne bølgelængder.

Som et resultat af at gå i retning af højeffektiv belysning og reducere omkostningerne, har de fleste LED-armaturer, der bruges i uddannelsesfaciliteter, LED'er med et farvegengivelsesindeks (CRI) på 80, hvilket er acceptabelt (men langt fra godt). Især lys, der udsendes fra disse armaturer, er mangelfuld i bølgelængder, der gengiver mættede farver. For at et klasseværelse skal have en behagelig fornemmelse, og for at farverne skal virke naturlige, skal lyskilden være i stand til at udløse visuel respons på alle bølgelængder i det synlige spektrum. Uddannelsesfaciliteter fortjener belysning med en høj farvekvalitet, f.eks. en CRI på 90. Mens blå pumpe-LED'er kan designes til at give overlegen farvegengivelse, er violette pumpe-LED'er blevet udviklet specifikt til at producere bredspektret hvidt lys, der leverer strålingseffekt temmelig bredt på tværs det synlige spektrum.

Videnskaben bag lysets farve

Den korrelerede farvetemperatur (CCT) af en lyskilde er beregnet til at karakterisere lysets farve (f.eks. varm eller kølig). Hvidt lys, der udviser en varm tone, har en CCT i intervallet 2700 K til 3200 K. Hvidt lys med en CCT i området fra 3500 K til 4100 K omtales almindeligvis som havende et "neutralt hvidt" udseende. Hvidt lys med en CCT over 4100 K omtales som havende et "køligt hvidt" udseende. Ikke alt hvidt lys er lige, uanset om udseendet af hvidt lys er varmt eller køligt påvirker ikke kun visuelt vores opfattelse og følelsesmæssigt vores humør, men har også effekter på en række neuroendokrine og neuroadfærdsmæssige reaktioner. Generelt svarer køligere hvid til en relativt høj procentdel af blåt lys i spektret, og varm hvid indikerer en lav blå komponent i spektret.

Forskning har fastslået, at blåt lys kan stimulere de iboende lysfølsomme retinale ganglioncelle (ipRGC) fotoreceptorer i gangliecellelaget i nethinden. ipRGC'erne transducerer lys til neurale signaler for det biologiske ur. Det biologiske ur placeret i de suprachiasmatiske kerner (SCN) regulerer derefter kropstemperaturen og frigiver endokrine hormoner, såsom melatonin og kortisol. En tilstrækkelig høj dosis bioaktivt blåt lys vil udløse det biologiske masterur til at programmere den menneskelige krop til dagtilstand. Eksponering for blå stråling blev opdaget for at stimulere produktionen af ​​hormoner såsom cortisol til stressrespons og årvågenhed; serotonin til impulskontrol og kulhydrattrang; og dopamin til fornøjelse, årvågenhed og muskelkoordination. Mens man simulerer en fysiologisk reaktion i dagtimerne, resulterer udsættelse for bioaktivt blåt lys også i undertrykkelse af det søvnfremmende hormon melatonin. Da det understøtter koncentration, årvågenhed og ydeevne, bruges stærkt hvidt lys med høje blå komponenter derfor ofte i timers læring.

Typisk vælges køligt hvidt lys med en CCT omkring 4100 K til dagslys i undervisningslokaler. Den maksimale CCT for indvendig belysning generelt bør ikke overstige 5400 K, som er den tilsyneladende farvetemperatur for sollys, der skinner direkte fra hovedet. Introduktionen af ​​fluorescerende belysning ledsagede imidlertid en kraftig stigning i farvetemperaturerne for indvendig belysning. Lyskilder, der producerer hvidt lys med bølgelængder akkumuleret i den blå ende af spektret, har den højeste lyseffektivitet på grund af minimal involveret fotoluminescens og høj øjenfølsomhed over dette spektralbånd. Dette gør CCT'er i intervallet 6000 K til 6500 K til et almindeligt valg til undervisningsbelysning. Optisk stråling med en så ekstrem høj CCT virker dog hård og forårsager ofte farveforvrængning på grund af de manglende bølgelængder til gengivelse af mættede farver. Vigtigst er det, at eksponering for blå stråling ved en ekstrem høj dosis i løbet af dagen kan overbelaste den menneskelige krop og gøre det vanskeligt at opretholde jævne døgnrytmer.

Studerende fortsætter normalt med at modtage høj intensitet blå stråling i løbet af nattens træning, hvilket resulterer i forkert undertrykkelse af melatonin om aftenen. Den natlige frigivelse af melatonin fra kl. 21.00 til 07.30 er en vital beskyttelsesmekanisme, der understøtter essentiel regenerering og undertrykker udviklende kræftceller i vores krop. Om aftenen, mindst to timer før sengetid, bør høj CCT og høj intensitet belysning undgås. Beskedne niveauer af varmt hvidt lys, defineret som 60 lux, er tilstrækkeligt til mindre visuelle opgaver uden cirkadiske forstyrrelser.

Tunbar hvid belysning

Effekterne af belysning på menneskers sundhed, velvære og ydeevne fik belysningsindustrien til at udvikle en løsning, der kan fremkalde særlige menneskelige biologiske reaktioner for øget koncentration, årvågenhed og ydeevne, samtidig med at den understøtter en gunstig døgnrytme. Justerbar hvid belysning tillader modulering af farvetemperaturen for hvidt lys, med lysstyrke styret uafhængigt. Denne teknologi gør det muligt at levere et dynamisk lysskema hele dagen og gør det muligt at tilpasse belysningen til forskellige målgruppers behov. Justerbar hvid belysning baseret på LED-teknologi er drivkraften bag den accelererede udbredelse af human centric lighting (HCL). Menneskelig centreret belysning er designet til at forstærke kroppens døgnrytme og den naturlige cyklus af biologiske funktioner. Det giver bevidst kontrol over hormonelle processer og læringsmiljø gennem et holistisk design af lysets visuelle, biologiske og følelsesmæssige effekter. Mængden og spektret af indvendig belysning kan tilpasses til at afspejle karakteristikaene af naturligt dagslys i løbet af dagen.

Fotobiologisk sikkerhed

Lænestolseksperter har lavet ballade om den blå lysfare ved LED-belysning. De hævder, at blå pumpe-LED'er indeholder højere dele af blå bølgelængder og dermed har mere potentiale end andre typer lyskilder til at udgøre en risiko for blåt lysfare. Faren med blåt lys er en fotokemisk induceret nethindeskade forårsaget af strålingseksponering ved bølgelængder primært mellem 400 nm og 500 nm. Bare fordi hvide LED'er bruger blå emittere til at pumpe fosfor ned-nkonvertere, og der kan være en tydelig blå top i deres SPD'er, betyder det ikke nødvendigvis, at LED'er har større potentiale til at forårsage fotokemiske skader på nethinden. Hvidt lys af forskellig farve udseende er dybest set et resultat af forskellige kombinationer af lange og korte bølgelængder. Der er en stærk sammenhæng mellem CCT og indhold af blåt lys, uanset hvilket hvidt lys der udsendes fra. Farevægtningsfunktionen for blåt lys strækker sig over en række bølgelængder. Det er vigtigt at overveje rækkevidden af ​​farlig stråling, snarere end nogen lokal top. Den samlede mængde blå bølgelængder i spektral sammensætning af lys udsendt af LED'er er generelt den samme som lys udsendt af enhver anden lyskilde ved samme farvetemperatur.

For at gentage: LED'er er ikke fundamentalt forskellige fra lyskilder, der bruger traditionelle teknologier, når det kommer til fotobiologisk sikkerhed. Det, der bør bebrejdes, er brugen af ​​ekstrem høj CCT i indvendig belysning. Hvidt lys med en CCT over 6000 K indeholder en betydelig mængde blåt lys og er mere tilbøjelig til at forårsage en fotokemisk skade på nethinden end hvidt lys, der udsendes af lyskilder med lav CCT. Tærskelbelysningsstyrken for risikogruppeklassificering som RG2 eller højere er 1000 lux for en lyskilde med en CCT på 6000 K, 1600 lux for en lyskilde med en CCT på 4000 K og 3200 lux for en lyskilde med en CCT på 2700 K. En fareklassificering af blåt lys af risikogruppe 2 og 3 er dog meget usandsynlig for alle typer hvide lyskilder, blot fordi den maksimale belysningsstyrke til undervisningsbrug sjældent overstiger 300 lux. Vigtigt er det, at et produkt også skal overskride tærsklen for, at luminansforholdene kan betragtes som farlige (10 mcd/k2 ved 6000K, 16 mcd/k2 ved 4000 K, 30 mcd/k2 ved 2700 K for risikogruppe 2). Selv når der er fare fra risikogruppe 2 eller 3, vil menneskers aversionsreaktioner mindske faren, så faren med blåt lys er ikke noget for folk at bekymre sig om.

Populære tags: Klasseværelsesbelysningsdesign LED lysarmaturer til skoler og uddannelsesfaciliteter, Kina, leverandører, producenter, fabrik, køb, pris, bedst, billigt, til salg, på lager, gratis prøve